机器人用深度摄像头与超声波结合的避障控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人用深度摄像头与超声波结合的避障控制装置。
【背景技术】
[0002]智能机器人，例如扫地机器人等越来越广泛的应用于家庭生活中，机器人要实现灵活、高效、智能的移动，就需要具有自主导航的功能。地图创建、定位及路径规划是自主导航的三个关键要素，地图创建与定位是相互依存的关系，缺少环境地图则无法准确的标定机器人的位置，初始位置不确定，则创建的地图就会缺少基准点，正因如此未知环境下的机器人的地位与地图创建将以同时定位与地图创建的方式实现，即是移动机器人随着对环境的探索，逐步扩大自身存储的地图的广度，并实时的将未知信息定位在新创建的地图中，这种技术一般称之为同时定位与地图生成。目前，较为常用的智能机器人的同时定位与地图生成技术包括FastSLAM与vSLAM两大类。其中FastSLAM系统一般使用激光测距仪或声纳来实现，而vSLAM则使用视觉传感器来实现。FastSLAM由于使用了激光、声纳等传感器，对一些特殊的环境如线段、拐角等不能识别，因此需要通过改进算法来实现定位的准确性。
[0003]综合上述的描述，传统机器人的定位避障方法只能避开距离机器人长距离的障碍物体，而且无法准确定位出障碍物体所在的具体位置，因此存在误差、盲区和反射角度等局限性。
【实用新型内容】
[0004]针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种机器人用深度摄像头与超声波结合的避障控制装置，实现了机器人对环境的无盲区探测，在行走过程中可有效避开障碍物体。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供一种机器人用深度摄像头与超声波结合的避障控制装置，包括安设在机器人上且用于判断机器人体姿0.3-4m内是否有外障碍物体的深度数据摄像头；安设在机器人上且用于判断距离机器人体姿0-0.3m内是否有内障碍物体的超声波测距模块；安设在机器人体内其用于对内、外障碍物体的障碍信息进行处理的控制模块；用于显示障碍信息的显示屏；
[0006]所述深度数据摄像头和超声波测距模块分别与控制模块的输入端电连接，且所述控制模块的输出端与显示屏电连接。
[0007]其中，所述机器人上还安设有用于侦测声源并获取声音信号的阵列麦克风，所述阵列麦克风与控制模块的输入端电连接，所述阵列麦克风侦测到开始探索的指令后，传输给控制模块处理后，机器人开始行走和探索。
[0008]其中，所述深度数据摄像头在360度内分固定拍摄角度和七次旋转拍摄角度，所述固定拍摄角度为60度，七次旋转拍摄角度具体为第一次旋转角度为30度、第二次旋转角度为60度、第三次旋转角度为30度、第四次旋转角度为60度、第五次旋转角度为30度、第六次旋转角度为60度和第七次旋转角度为30度。
[0009]其中，所述超声波测距模块包括单片机、定时单元和转换单元，所述单片机上设有触发端和回声引脚，所述单片机的输出端与定时单元电连接，所述回声引脚通过转换单元与控制模块电连接；触发端触发后，回声引脚得到高电平，定时单元开启工作后，回声引脚由高电平转为低电平，且低电平信号通过转换单元转化为实际距离数值并在显示屏上进行显不O
[0010]其中，述深度数据摄像头包括用于投射随机点阵的红外传感器和用于扑捉点阵的CMOS传感器，且所述CMOS传感器上带有红外滤波器；所述红外传感器通过红外滤波器与CMOS传感器电连接，且该CMOS传感器与控制模块的输入端电连接。
[0011]本实用新型的有益效果是:与现有技术相比，本实用新型提供的机器人用深度摄像头与超声波结合的避障控制装置，由机器人在行走过程中不断的对外障碍物体进行探索，由深度数据摄像头检测距离机器人体姿0.3-4m之间是否有外障碍物体，由机器人上安设的超声波测距模块判断距离机器人体姿0-0.3m以内是否有内障碍物体；并将障碍物体的障碍信息在显示屏上进行显示，最后，根据显示屏上的显示确定机器人行走避开内、外障碍物体的可行走路线。本实用新型的改进，实现了机器人对环境的无盲区探测，有效解决存在着盲区和反射角度等局限性问题，在行走过程中可有效避开障碍物体，提高了该机器人的工作效率。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的机器人用深度摄像头与超声波结合的避障控制装置的工作方框图；
[0013]图2为本实用新型中深度数据摄像头的旋转方式图；
[0014]图3为本发明深度数据摄像头获得深度图像的结构图；
[0015]图4为本实用新型中显示屏上显示首次获得障碍信息的示意图；
[0016]图5为本实用新型获得内外障碍物体障碍信息的示意图。
[0017]主要元件符号说明如下:
[0018]10、深度数据摄像头 11、超声波测距模块
[0019]12、控制模块13、显示屏
[0020]14、阵列麦克风111、单片机
[0021]112、触发端113、回声引脚
[0022]114、定时单元115、转换单元
[0023]101、红外传感器102、CMOS传感器
[0024]103、红外滤波器
[0025]15、机器人。
【具体实施方式】
[0026]为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
[0027]请参阅图1-5，本实用新型的机器人用深度摄像头与超声波结合的避障控制装置，包括安设在机器人15上且用于判断机器人15体姿0.3-4m内是否有外障碍物体的深度数据摄像头10 ;安设在机器人15上且用于判断距离机器人体姿0-0.3m内是否有内障碍物体的超声波测距模块11 ;安设在机器人体15内其用于对内、外障碍物体的障碍信息进行处理的控制模块12 ;用于显示障碍信息的显示屏13 ;深度数据摄像头10和超声波测距模块11分别与控制模块12的输入端电连接，且控制模块12的输出端与显示屏13电连接。
[0028]本实用新型提供的机器人用深度摄像头与超声波结合的避障控制装置，由机器人在行走过程中不断的对外障碍物体进行探索，由深度数据摄像头10检测距离机器人12体姿0.3-4m之间是否有外障碍物体，由机器人15上安设的超声波测距模块判断距离机器人体姿0-0.3m以内是否有内障碍物体；并将障碍物体的障碍信息在显示屏上进行显示，最后，根据显示屏12上的显示确定机器人行走避开内、外障碍物体的可行走路线。本实用新型的改进，实现了机器人对环境的无盲区探测，有效解决存在着盲区和反射角度等局限性问题，在行走过程中可有效避开障碍物体，提高了该机器人的工作效率。
[0029]在本实施例中，机器人15上还安设有用于侦测声源并获取声音信号的阵列麦克风14，阵列麦克风14与控制模块12的输入端电连接，阵列麦克风14侦测到开始探索的指令后，传输给控制模块12处理后，机器人开始行走和探索。
[0030]请参阅图2，深度数据摄像头在360度内分固定拍摄角度和七次旋转拍摄角度，固定拍摄角度为60度，七次旋转拍摄角度具体为第一次旋转角度为30度、第二次旋转角度为60度、第三次旋转角度为30度、第四次旋转角度为60度、第五次旋转角度为30度、第六次旋转角度为60度和第七次旋转角度为30度；固定拍摄角度即为图2中的首次旋转角度。由于